Rational Design of Cobalt‐Based Prussian Blue Analogues via 3d Transition Metals Incorporation for Superior Na‐Ion Storage

普鲁士蓝 过渡金属 电化学 阳极 材料科学 插层(化学) 密度泛函理论 电极 动力学 化学工程 扩散 无机化学 纳米技术 化学 物理化学 催化作用 计算化学 生物化学 物理 量子力学 工程类 热力学
作者
Zhongxin Jing,Muhammad Mamoor,Lingtong Kong,Lu Wang,Bin Wang,Ming Chen,Fengbo Wang,Guangmeng Qu,Yueyue Kong,Dedong Wang,Xiyu He,Chang Wang,Xintong Zhang,Yufei Zhang,Gang Wang,Liqiang Xu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202423356
摘要

Understanding the relationship between structure regulation and electrochemical performance is key to developing efficient and sustainable sodium‐ion batteries (SIBs) materials. Herein, seven Cobalt‐M‐based (M=V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) Prussian blue analogues (CoM‐PBAs) are designed as anodes for SIBs via a universal low‐energy co‐precipitation approach with the strategic inclusion of 3d transition metals. Density Functional Theory (DFT) simulation and experimental validation reveal that a moderate p‐band center of cyanide linkages (‐CN‐) is more favorable for Na+ intercalation and diffusion, while the d‐band center of metal cations is linearly related to electrode stability. Among seven CoM‐based PBAs, CoV‐PBAs possess the best sodium‐ion adsorption/diffusion kinetics and overall cycling performance, including high specific capacity (565 mAh/g at 0.1 A/g), cycling stability (over 15000 cycles with 97.7% capacity retention), and superior rate capability (174.7 mAh/g at 30 A/g). In‐situ/ex‐situ techniques further demonstrate that the π‐electron regulation by V introduction enhances the reversibility and kinetics of redox reactions. Moreover, the study identified the "p‐band center" and "d‐band center" may serve as key descriptors for quantifying the capability and stability of other‐type bimetal Co‐based anodes (oxides, phosphides, sulfides, and selenides) with similar theoretical capacity, offering a potentially transformative approach for selecting practical SIB electrode materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
crookshanks88完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
宇婷发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Hello应助物流管理采纳,获得10
2秒前
瑶瑶完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
潘文博发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
CipherSage应助123采纳,获得10
4秒前
冷静凌文发布了新的文献求助10
4秒前
聪明沧海发布了新的文献求助10
6秒前
lvsehx发布了新的文献求助10
7秒前
菜菜完成签到,获得积分20
7秒前
9秒前
一盏灯完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
hey完成签到,获得积分10
10秒前
datoutuzi完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
16秒前
Owen应助冷静凌文采纳,获得10
16秒前
deng完成签到,获得积分10
16秒前
datoutuzi发布了新的文献求助10
17秒前
小南发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
小栗发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
12发布了新的文献求助10
19秒前
小马甲应助tjy采纳,获得10
20秒前
21秒前
Diligency发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
田小姐发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
经竺发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
内向的青荷完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Mantids of the euro-mediterranean area 600
The Oxford Handbook of Educational Psychology 600
Injection and Compression Molding Fundamentals 500
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
Insecta 2. Blattodea, Mantodea, Isoptera, Grylloblattodea, Phasmatodea, Dermaptera and Embioptera 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 内科学 物理 纳米技术 计算机科学 基因 遗传学 化学工程 复合材料 免疫学 物理化学 细胞生物学 催化作用 病理
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3422236
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3022621
关于积分的说明 8901656
捐赠科研通 2710004
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1486265
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 686979
邀请新用户注册赠送积分活动 682186